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2021 年度 実績報告書

自己集合化π共役ポリマー球体を利用した電界発光WGM光共振器の開発

研究課題

研究課題/領域番号 19J20398
研究機関筑波大学

研究代表者

大木 理  筑波大学, 数理物質科学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2019-04-25 – 2022-03-31
キーワード共役ポリマー / キラリティ / 円偏光 / 結晶工学 / トポロジー
研究実績の概要

本年度は,第一にキラルな側鎖をもつ共役ポリマーが自己組織化により形成した,内部に異方的ならせん分子配向構造をもつねじれ双極マイクロ球体1粒子が示す円偏光発光(CPL)の異方性に関する詳細な検討を行った.本研究は,巨大な非対称強度を示す新規CPLマイクロ素子の開発,ならびにらせん分子配向方向に対するCPLの角度依存性の実験的な実証に成功した初の例であり,これらの成果は、American chemical societyのJournal of the American Chemical Society誌に受理された.次に,得られたねじれ双極球体の光励起下による光閉じ込め機能を調査した結果,球体1粒子よりWGM共鳴発光を確認した.従来のWGM光共振器とは異なり,ねじれ双極球体は異方的かつキラルな光閉じ込め現象を示し,それらが球体表面のキラルな分子配向構造を反映していることを明らかにした.最終目標であった電界発光には至らなかったものの,この他にもねじれ双極マイクロ球体よりトポロジカル光学や光物質相互作用に関わる興味深い知見を見出している.これらの成果は現在論文準備中である.
第二に,面キラリティをもつ共役分子が自己組織化により基板上で均一に形成するお椀型マイクロ結晶に関する詳細な研究を行った.得られたお椀型マイクロ結晶は速度論的な結晶成長プロセスを経て形成するスケルタル結晶に属する.本研究は,従来制御が極めて困難であったスケルタル結晶の形状,粒径,そして配向を均一に制御した極めて稀な例である.また,類似分子に対する系統的な結晶化と構造解析を経てスケルタル結晶を制御する一般的な戦略を打ち立てた.本研究は結晶工学において未だ挑戦的課題である速度論的な結晶工学制御に大きなインパクトを与える研究成果であり,現在論文投稿中である.

現在までの達成度 (段落)

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件)

  • [国際共同研究] Eindhoven University oTechnology(オランダ)

    • 国名
      オランダ
    • 外国機関名
      Eindhoven University oTechnology
  • [国際共同研究] Leibniz Institute of Photonic Technology(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      Leibniz Institute of Photonic Technology
  • [雑誌論文] Robust Angular Anisotropy of Circularly Polarized Luminescence from a Single Twisted-Bipolar Polymeric Microsphere2021

    • 著者名/発表者名
      Osamu Oki, Chidambar Kulkarni, Hiroshi Yamagishi, Stefan C. J. Meskers, Zhan-Hong Lin, Jer-Shing Huang, E. W. Meijer, Yohei Yamamoto
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 143 ページ: 8772~8779

    • DOI

      10.1021/jacs.1c03185

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Photochemically Switchable Interconnected Microcavities for All‐Organic Optical Logic Gate2021

    • 著者名/発表者名
      Hendra, Akihide Takeuchi, Hiroshi Yamagishi, Osamu Oki, Masakazu Morimoto, Masahiro Irie, Yohei Yamamoto
    • 雑誌名

      Advanced Functional Materials

      巻: 31 ページ: 2103685~2103685

    • DOI

      10.1002/adfm.202103685

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mechanically Flexible and Optically Tunable Organic Crystal Resonator2021

    • 著者名/発表者名
      Shuai Zhao, Hiroshi Yamagishi, Osamu Oki, Yuta Ihara, Naoki Ichiji, Atsushi Kubo, Shotaro Hayashi, and Yohei Yamamoto
    • 雑誌名

      Advanced Optical Materials

      巻: 10 ページ: 2101808~2101808

    • DOI

      10.1002/adom.202101808

    • 査読あり
  • [学会発表] Robust Angular Anisotropy of Circularly Polarized Luminescence from a Single Twisted-bipolar Conjugated Polymer Microsphere2022

    • 著者名/発表者名
      samu Oki, Chidambar Kulkarni, Hiroshi Yamagishi, Stefan. C. J. Meskers, Zhan-Hong Lin, Jer-Shing. Huang, E. W. Meijer, Yohei Yamamoto
    • 学会等名
      International CREST-CPL Conference 2022 (ICCC 2022)
    • 国際学会
  • [学会発表] 面不斉π共役分子のリビングかつ一軸異方的なお椀型マイクロ単結晶の構築2022

    • 著者名/発表者名
      大木 理,山岸 洋,森崎 泰弘,則包 恭央,佐藤 寛泰,山本 洋平
    • 学会等名
      第69回応用物理学会春季学術講演会
  • [学会発表] 自己組織化ねじれ双極マイクロ球体からの異方的な巨大円偏光発光2021

    • 著者名/発表者名
      大木 理,Chidambar Kulkarni,山岸 洋, Stefan C. J. Meskers,Zhan-Hong Lin,Jer-Shing Huang, E. W. Meijer,山本 洋平
    • 学会等名
      第31回基礎有機討論会
  • [学会発表] 面不斉π共役分子からなる自己組織化お椀型マイクロ結晶の構築2021

    • 著者名/発表者名
      大木 理,山岸 洋,森崎 泰弘,則包 恭央,山本 洋平
    • 学会等名
      第70回高分子討論会
  • [学会発表] Robust Angular Anisotropy of Circularly Polarized Luminescence from a Single Twisted-bipolar Chiral Microsphere2021

    • 著者名/発表者名
      Osamu Oki, Chidambar Kulkarni, Hiroshi Yamagishi, Stefan. C. J. Meskers, Zhan-Hong Lin, Jer-Shing. Huang, E. W. Meijer, Yohei Yamamoto
    • 学会等名
      Pacifichem 2021
    • 国際学会

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公開日: 2022-12-28  

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